JP5848301B2 - 防眩性フィルムの製造方法 - Google Patents
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塗布液調製部14の攪拌機28Aを備えた混合タンク28によって、1μm以上5μm以下の平均粒子径を有する有機粒子と、水と作用して増粘する水作用性増粘物質と、バインダー樹脂と、有機溶媒とを少なくとも含む塗布液が調製される。この場合、塗布液の調製段階では、塗布スジや防眩性の経時変化防止のために、できるだけ塗布液に水が吸湿されないようにすることが好ましい。塗布前における塗布液の水分量としては0.5質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは0.1質量%以下であり、理想的にはゼロである。これは、塗布前に水分が塗布液に吸湿されるのを防止して、水作用性増粘物質の高分子構造体が形成されないようにすることで、製造された防眩性フィルムに塗布スジや点欠陥などが発生するのを確実に防止できるからである。調製される塗布液に水分が吸湿されることを防止する対策としては、例えば混合タンク28のベント配管32Aに外気乾燥器32Bを設けることにより吸湿防止手段32を構成することができる。
透光性の有機粒子としては、ポリメチルメタクリレート粒子(屈折率1.49)、架橋ポリ(アクリル−スチレン)共重合体粒子(屈折率1.54)、メラミン樹脂粒子(屈折率1.57)、ポリカーボネート粒子(屈折率1.57)、ポリスチレン粒子(屈折率1.60)、架橋ポリスチレン粒子(屈折率1.61)、ポリ塩化ビニル粒子(屈折率1.60)、ベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒド粒子(屈折率1.68)等が用いられる。
水作用性増粘物質は、塗布膜T中に水が浸透することによって、塗布膜Tの粘度が上がる物質であり、例えば、層状粘土化合物(スメクタイト等)、有機金属粘土、セルロース系高分子(セルロースアセテートブチレート(CAB)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等)、ナノシリカが挙げられる。
本実施形態の防眩性フィルムは、電離放射線硬化性化合物の架橋反応、又は、重合反応により形成されることができる。すなわち、バインダー樹脂として電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーを含む塗布組成物をウェブW上に塗布し、多官能モノマーや多官能オリゴマーを架橋反応、又は、重合反応させることにより形成することができる。
有機溶媒の具体例としては、各成分を溶解又は分散可能であること、塗布工程、乾燥工程において均一な面状となり易いこと、液保存性が確保できること、適度な飽和蒸気圧を有すること、等の観点で選ばれる各種の溶媒が使用できる。有機溶媒は1種でも、2種類以上のものを混合して用いることもできる。乾燥過程で塗布膜T中の溶媒組成が変化し、それに伴い有機粒子や水作用性増粘物質の存在状態を変化させるために、沸点の異なる2種以上の溶媒を用いることが好ましい。
本発明の防眩性フィルムを製造するために用いられる上記の有機粒子、水作用性増粘物質、バインダー樹脂、有機溶媒を必須成分とするものであるが、上記成分以外のものとして、カップリング剤、着色防止剤、着色剤(顔料、染料)、消泡剤、レベリング剤、難燃剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、接着付与剤、重合禁止剤、酸化防止剤、表面改質剤などを添加することもできる。
塗布部16の塗布ヘッド16Bによって、送出部12から送り出されたウェブWに、塗布液が10μm以上のウエット膜厚になるように塗布される。塗布膜Tは、表面散乱による防眩性と、好ましくはフィルムの耐擦傷性を向上させるためのハードコート性をフィルムに寄与する目的で形成される。
凝集部18では、調湿ゾーン形成手段33によって、調湿室40内の露点温度が7℃以上の水分量を含有する空気環境下に設定されているとともに、傾斜角度調整手段34によって、ウェブWが走行する傾斜角度が30°以上90°以下に設定されている。
図1に示すように、調湿ゾーン形成手段33は、ウェブWの入口36と出口38を有する調湿室40と、調湿室40内の空気を循環させるダクト44A及びファン44Bと、ダクト44Aに設けられた加湿器44Cと、調湿室40内の露点温度を測定する露点温度計42と、制御手段46とで構成することができる。そして、制御手段46は、露点温度計42で測定された測定値に基づいて加湿器44Cを制御することによって、調湿室40内の空気の露点温度が7℃以上の水分量を含有する空気環境になるようにする。
図1及び図2に示すように、傾斜角度調整手段34は、走行するウェブWの裏面(塗布膜の無い面)に当接する当接ローラ50と、当接ローラ50を進退移動させてウェブWの傾斜角度を変えるシリンダ装置56と、シリンダ装置56を制御する制御手段46で構成することができる。そして、制御手段46は、ウェブWに対して当接ローラ50を進退させることによって、ウェブWの傾斜角度が30°以上90°以下になるように制御する。図2の符号54は、当接ローラ50の進退移動をガイドするレールである。
図1に示すように、塗布膜温度調整手段48は、塗布膜Tの膜面温度を測定する非接触温度計48A(例えば堀場製作所 IT540S)と、走行するウェブWの塗布膜反対側面に接触してウェブWを加熱又は冷却する複数の温度ローラ48B、48B…と、制御手段46とで構成することができる。そして、制御手段46は、非接触温度計48Aの測定結果に基づいて温度ローラ48Bの温度を制御することによって、塗布膜Tの膜面温度が30℃以下で且つ調湿室40の露点温度以上になるように制御する。また、温度ローラ48B、48B…には、図2で示したと同じ構造の進退移動機構を設けることにより、ウェブWの傾斜角度θが変わっても温度ローラ48B、48B…はウェブWの裏面への接触を維持できるようにすることが好ましい。
凝集部18で凝集工程を行ったウェブWの塗布膜Tは、次に乾燥工程に送られ、塗布膜T中の有機溶媒が熱風乾燥によって除去される。乾燥風の温度としては、40℃〜150℃の範囲、更に好ましくは50℃〜130℃、特に好ましくは60℃〜110℃の範囲である。乾燥時間としては、10秒〜10分の範囲が好ましく、15秒〜5分の範囲が更に好ましく、15秒〜3分の範囲が特に好ましい。
ウェブWは乾燥部20から硬化部22に搬送され、凹凸形状が形成された塗布膜Tに紫外線照射されることによって、塗布膜T中の樹脂バインダーを硬化させる。紫外線ランプにより10mJ/cm2〜1000mJ/cm2の照射量の紫外線を塗布膜Tに照射することが好ましい。
試験Aでは、1μm以上5μm以下の微細な平均粒子径を有する有機粒子を用いて粒子利用・凝集型の防眩性フィルムの製造を行う場合に、次の4つの要件を満たす場合と、4つの要件のうち一つでも満たさない場合とで、防眩性及び生産性にどのように影響するかを調べた。
ア)水と作用して増粘する水作用性増粘物質が塗布液に含有されていること、
イ)その塗布液をウェブWに10μm以上のウエット膜厚で塗布すること、
ウ)塗布された塗布膜を、露点温度が7℃以上の水分量を含有する空気環境下に曝すこと、
エ)塗布膜が形成されたウェブWを30°以上90°以下に傾斜させること、
〈塗布液調製工程〉
有機粒子と、水作用性増粘物質と、バインダー樹脂と、有機溶媒とを混合して塗布液を調製した。
・ビスコート360 …10.0質量部
・有機粒子 …4.0質量部
・水作用性増粘物質 …1.0質量部
・イルガキュア127 …1.0質量部
・SP−13 …0.1質量部
・メチルイソブチルケトン …50.0質量部
・メチルエチルケトン …10.0質量部
上記の如く調製した塗布液を、トリアセチルセルロース製(TAC−TD80U:富士フイルム製)のウェブWにエクストルージョン型の塗布装置によって、図9の表に示すウエット膜厚になるように塗布した。ウエット膜厚は、9、10、15、30、40、50μmの6水準で行った。ウエット膜厚の増減は、溶媒量の増減で行った。
凝集工程では、調湿室40の露点温度を6、7、12、17℃の4水準で行った。また、凝集工程でのウェブWの傾斜角度を0、25、30、35、65、90°の6水準で行った。
25℃で20秒間乾燥し、次いで60℃で40秒間乾燥させて、塗布膜中の有機溶媒を蒸発させた。
窒素パージ下で160W/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照射量160mJ/cm2の紫外線を照射して塗布膜を硬化させて防眩層を形成した。
図9の表に示すように、有機粒子の平均粒子径、水作用性増粘物質の有無及び種類、ウエット膜厚、ウェブWの傾斜角度の各パラメータの数値を組み合わせることにより、試験1〜23の防眩性フィルムのサンプルを製造した。
上記の試験1〜23の各サンプルの裏面を黒マジックで塗りつぶした後に、サンプルの表面に蛍光灯の光を反射させた際の光の映り込みの様子を目視で評価した。
A:凝集工程において良好な防眩性を発揮する大きな有機粒子凝集体を20秒以内に形成する。
図9の表から分かるように、上記ア)、イ)、ウ)、エ)の全ての要件を満足する試験1及び試験9〜21は「防眩性」の評価がA〜B、「生産性」の評価がA〜Bとなり、良い結果であった。
試験Bでは、試験Aの試験1について、調湿室40内を走行するウェブWの塗布膜面温度が「防眩性」及び「生産性」の評価にどのように影響するかを調べた。ちなみに、試験Aでの塗布膜面温度は特に制御することはせず調湿室40の室温25℃で行った。
Claims (7)
- 1μm以上5μm以下の平均粒子径を有する有機粒子と、水と作用して増粘する水作用性増粘物質と、バインダー樹脂と、有機溶媒とを少なくとも含む塗布液を調製する塗布液調製工程と、
前記塗布液をフィルム基材に10μm以上のウエット膜厚で塗布する塗布工程と、
前記塗布された塗布膜を、露点温度が7℃以上の水分量を含有する空気環境下に曝すとともに、前記塗布膜が形成された前記フィルム基材を30°以上90°以下に傾斜させて前記塗布膜中の有機粒子を凝集させる凝集工程と、
前記凝集工程の後に前記塗布膜を乾燥する乾燥工程と乾燥した塗布膜を硬化させる硬化工程と、を備えた防眩性フィルムの製造方法。 - 前記凝集工程では、前記塗布膜の膜面温度を30℃以下にする請求項1に記載の防眩性フィルムの製造方法。
- 前記凝集工程では、前記塗布膜が結露しないように前記塗布膜の膜面温度と前記露点温度とを調整する請求項2に記載の防眩性フィルムの製造方法。
- 前記水作用性増粘物質は、層状粘土化合物、有機金属粘土、セルロース系高分子、ナノシリカのいずれか、又はこれらの少なくとも2種類以上の混合物である請求項1から3のいずれか1項に記載の防眩性フィルムの製造方法。
- 前記乾燥工程後の塗布膜のドライ膜厚をt、粒子の径をRとしたときに、R≦t≦3Rである請求項1から4のいずれか1項に記載の防眩性フィルムの製造方法。
- 前記塗布工程で前記フィルム基材に塗布膜が形成されてから前記凝集工程が終了するまでの所要時間が20秒以内である請求項1から5のいずれか1項に記載の防眩性フィルムの製造方法。
- 前記塗布工程で塗布される前の塗布液の水分量は、0.5質量%以下である請求項1から6のいずれか1項に記載の防眩性フィルムの製造方法。
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